RU2218474C2

RU2218474C2 - Air cleaner

Info

Publication number: RU2218474C2
Application number: RU2002101598A
Authority: RU
Inventors: А.В. Подопросветов; В.А. Миончинский; В.В. Пташинский; П.А. Сериков; В.К. Клевакин
Original assignee: Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод"
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-12-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning air from dist, condensed moisture and snow and it can be used for precleaning of air getting into internal combustion engines of vehicles and industrial electrical equipment. Proposed air cleaner contains housing, separation holes, blade flow swirlers arranged from side of air intake and intake branch pipes to let out cleaned air and installed coaxially with separation holes to form ring channel. Housing is made with two flat opposite parallel surfaces on which swirler panel is installed from side of air intake, and air separator panel from side of air outlet Swirler panel combines swirlers, and air separator panel combines intake branch pipes. Blade swirlers are brought out of the limits of separation holes and they are made inform of truncated cone with rigid blades. Outer and inner surfaces of blades are formed by surfaces of two cones whose vertices coincide and axes are arranged at angle relative to each other. Leading and trailing edges of blades of blades are formed by intersections of cone surfaces. Invention provides reduction of specific mass and overall dimensions of air cleaner and drag, increases manufacturability of air cleaner reduces labor input in manufacture. EFFECT: enlarged operating capabilities depending on required air flow rate. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам очистки воздуха от пыли, капельной влаги, снега и может быть использовано для предварительной очистки воздуха, поступающего в двигатели внутреннего сгорания, в системах воздухоснабжения электроагрегатов транспортных средств, а также электроагрегатов общепромышленного применения. The invention relates to a device for purifying air from dust, droplet moisture, snow and can be used for preliminary purification of air entering internal combustion engines, in air supply systems of electric units of vehicles, as well as electric units of general industrial use.

Известен мультициклонный воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания (по описанию изобретения к патенту 2020255 F 02 M 35/02), содержащий корпус, в котором размещены циклонные трубки, завихрители, трубки отвода очищенного воздуха, расположенные концентрично вокруг пылеотводящего патрубка, и пылесборный бункер. Known multicyclone air purifier for an internal combustion engine (according to the description of the invention to patent 2020255 F 02 M 35/02), comprising a housing in which cyclone tubes, swirlers, cleaned air exhaust pipes are arranged concentrically around the dust extraction nozzle, and a dust collecting hopper.

Недостатком такого устройства является то, что применяемые инерционные элементы - противоточного типа, то есть поток воздуха кроме закручивания изменяет направление на 180^o, что ведет к повышению аэродинамического сопротивления. В данном устройстве имеется вероятность подхвата пыли из пылесборного бункера, приводящая к снижению эффективности очистки. Кроме того, не предусмотрено автоматическое удаление пыли.The disadvantage of this device is that the inertial elements used are countercurrent, that is, the air flow, in addition to swirling, changes direction by 180 ^o , which leads to an increase in aerodynamic drag. In this device, there is a possibility of picking up dust from the dust hopper, leading to a decrease in cleaning efficiency. In addition, automatic dust removal is not provided.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является воздухоочиститель по описанию к патенту 2042857 F 02 M 35/022, 35/08. Воздухоочиститель содержит корпус, сепарационные отверстия, лопаточные завихрители потока, размещенные со стороны входа воздуха, приемные патрубки для отвода очищенного воздуха, установленные соосно с сепарационными отверстиями с образованием кольцевого канала. The closest technical solution, taken as a prototype, is an air purifier as described in patent 2042857 F 02 M 35/022, 35/08. The air purifier comprises a housing, separation openings, scapular flow swirls arranged on the air inlet side, receiving pipes for removing purified air, mounted coaxially with the separation openings to form an annular channel.

Недостатком такого устройства является то, что лопаточные завихрители находятся в сепарационных отверстиях (каналах) со стороны входа воздуха, затеняя сечение самих отверстий и создавая дополнительное аэродинамическое сопротивление. Дополнительное аэродинамическое сопротивление создает и сужение сепарационного отверстия, а также бурт на его выходе. Кроме того, моноблочная конструкция корпуса не дает возможности составлять простые комплексы воздухоочистителей и, тем самым, варьировать производительностью, расширяя диапазон их применения. The disadvantage of this device is that the blade swirls are located in the separation holes (channels) on the air inlet side, obscuring the cross section of the holes themselves and creating additional aerodynamic drag. Additional aerodynamic drag creates a narrowing of the separation hole, as well as a shoulder at its exit. In addition, the monoblock design of the casing does not make it possible to compose simple complexes of air purifiers and, thus, vary the performance, expanding the range of their application.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение удельной массы и габаритов воздухоочистителя, снижение аэродинамического сопротивления потоку воздуха, повышение технологичности и снижение трудоемкости изготовления воздухоочистителя, расширение диапазона его использования в соответствии с требуемым объемом расхода воздуха. The technical result of the invention is to reduce the specific gravity and dimensions of the air purifier, reduce aerodynamic resistance to air flow, increase manufacturability and reduce the complexity of manufacturing an air purifier, expand the range of its use in accordance with the required volume of air flow.

Указанный технический результат достигается тем, что воздухоочиститель содержит корпус, сепарационные отверстия, лопаточные завихрители потока, размещенные со стороны входа воздуха, приемные патрубки для отвода очищенного воздуха, установленные соосно с сепарационными отверстиями и с образованием кольцевого канала, а корпус выполнен с двумя плоскими противолежащими параллельными поверхностями, на которые установлены со стороны входа воздуха панель завихрителей, в которую объединены лопаточные завихрители, а со стороны выхода воздуха панель разделителей, в которую объединены приемные патрубки, причем лопаточные завихрители вынесены за пределы сепарационных отверстий и выполнены в виде усеченного конуса с жесткими лопатками, при этом наружная и внутренняя поверхности лопаток образованы поверхностями двух конусов, вершины которых совпадают, оси расположены под углом друг к другу, а входная и выходная кромки лопаток образуются пересечениями поверхностей конусов. The specified technical result is achieved by the fact that the air purifier comprises a housing, separation openings, scapular flow swirls arranged on the air inlet side, receiving pipes for exhausting cleaned air mounted coaxially with separation openings and forming an annular channel, and the housing is made with two opposite flat parallel the surfaces on which the swirl panel is mounted on the air inlet side, into which the blade swirls are combined, and on the air outlet side xa separator panel, into which the receiving nozzles are combined, the blade swirls extending outside the separation holes and made in the form of a truncated cone with rigid blades, while the outer and inner surfaces of the blades are formed by the surfaces of two cones whose vertices coincide, the axes are at an angle to each other friend, and the input and output edges of the blades are formed by intersections of the surfaces of the cones.

На фиг.1 изображен воздухоочиститель в плане; на фиг.2 - поперечный разрез воздухоочистителя; на фиг.3 - вид на лопаточный завихритель; на фиг.4 - схема образования лопатки лопаточного завихрителя; на фиг.5 - пример воздухоочистителя для расширенного диапазона применения. Figure 1 shows the air purifier in plan; figure 2 is a cross section of an air purifier; figure 3 is a view of the scapular swirler; figure 4 - diagram of the formation of the blades of the blade of the swirl; 5 is an example of an air purifier for an extended range of applications.

Воздухоочиститель содержит корпус 1, сепарационные отверстия 2, лопаточные завихрители потока 3, размещенные со стороны входа воздуха, приемные патрубки 4 для отвода очищенного воздуха, установленные соосно с сепарационными отверстиями и образующие кольцевой канал 5. Корпус выполнен с двумя плоскими противолежащими параллельными поверхностями 6, на которые установлены со стороны входа воздуха панель завихрителей 7, в которую объединены лопаточные завихрители 3, а со стороны выхода воздуха панель разделителей 8, в которую объединены патрубки 4, причем завихрители 3 вынесены за пределы сепарационных отверстий 2 и выполнены в виде усеченного конуса с жесткими, например пластмассовыми, лопатками 9, при этом наружная 10 и внутренняя 11 поверхности лопаток 9 образованы поверхностями двух конусов, вершины которых совпадают в точке 12, оси 13, 14 расположены под углом друг к другу, а входная 15 и выходная 16 кромки лопаток 9 образуются пересечениями поверхностей конусов. Взаимное положение лопаток 9 показано на фиг.3, а количество может быть, например, шесть. Панель завихрителей и панель разделителей закреплены между собой крепежными элементами 17 и герметизированы с корпусом уплотнением 18. The air purifier comprises a housing 1, separation openings 2, scapular flow swirls 3 located on the air inlet side, receiving pipes 4 for exhausting purified air, mounted coaxially with the separation openings and forming an annular channel 5. The housing is made with two flat opposite parallel surfaces 6, on which are installed on the air inlet side of the swirler panel 7, into which the scapular swirlers 3 are combined, and on the air outlet side, a separator panel 8, in which the nozzle is combined ki 4, and the swirlers 3 are taken outside the separation holes 2 and are made in the form of a truncated cone with rigid, for example plastic, blades 9, while the outer 10 and inner 11 surfaces of the blades 9 are formed by the surfaces of two cones whose vertices coincide at point 12, the axis 13, 14 are located at an angle to each other, and the input 15 and output 16 edges of the blades 9 are formed by intersections of the surfaces of the cones. The relative position of the blades 9 is shown in figure 3, and the number may be, for example, six. The swirl panel and the separator panel are secured to each other by fasteners 17 and sealed to the housing with a seal 18.

Воздухоочиститель работает следующим образом. Воздух, подлежащий очистке, засасывается основным вентилятором (не показан) со стороны входа воздуха в панель завихрителей 7, закручивается лопаточными завихрителями потока 3 и поступает в сепарационные отверстия 2. Частицы загрязнений центробежными силами отбрасываются к стенкам сепарационных отверстий 2, а очищенный воздух через приемные патрубки 4 поступает к потребителям. Через кольцевой канал 5 частицы загрязнений (пыли, влаги, снега), образующие вместе с частью воздуха пылевой концентрат, отсасываются вспомогательным вентилятором (не показан). The air purifier operates as follows. The air to be cleaned is sucked in by the main fan (not shown) from the air inlet side to the swirler panel 7, swirled by scapular flow swirlers 3 and enters the separation holes 2. Particles of contaminants are centrifuged by force to the walls of the separation holes 2, and the cleaned air through the receiving nozzles 4 goes to consumers. Through the annular channel 5, particles of contaminants (dust, moisture, snow), which form a dust concentrate together with part of the air, are sucked off by an auxiliary fan (not shown).

Выполнение корпуса с двумя плоскими противолежащими параллельными поверхностями и объединение лопаточных завихрителей и приемных патрубков в единые панели завихрителей и панели разделителей позволяет на единице поверхности разместить наибольшее количество элементов очистки воздуха (лопаточных завихрителей, приемных патрубков), что ведет к снижению массы и габаритов воздухоочистителя. The implementation of the housing with two flat opposite parallel surfaces and the combination of the blade swirls and receiving nozzles in a single panel of swirls and separator panels allows you to place the largest number of air purification elements (blade swirls, receiving nozzles) on the surface unit, which leads to a decrease in the mass and size of the air cleaner.

Вынесение лопаточных завихрителей за пределы сепарационных отверстий, расположение их в зоне пониженных скоростей воздуха, не загораживая сечение сепарационных отверстий, а также предлагаемая форма лопаток позволяют снизить аэродинамическое сопротивление потоку воздуха. Это приводит к уменьшению энергетических затрат на привод вентиляторов. The removal of the blade swirls beyond the separation openings, their location in the zone of reduced air velocities, without blocking the cross-section of the separation openings, as well as the proposed shape of the blades can reduce aerodynamic resistance to air flow. This leads to a reduction in energy costs for fan drive.

Кроме того, изготовление единых панелей с множеством элементов возможно, например, цельнолитыми или прессованными блоками из пластмассы, что повышает технологичность и снижает трудоемкость изготовления воздухоочистителя. In addition, the manufacture of single panels with many elements is possible, for example, molded or pressed blocks of plastic, which increases manufacturability and reduces the complexity of manufacturing an air cleaner.

Панельное исполнение лопаточных завихрителей и приемных патрубков, закрепление их на плоские противолежащие параллельные поверхности корпуса позволяет исполнять конструкции воздухоочистителей с разным количеством панелей, то есть расширить диапазон использования воздухоочистителя в соответствии с требуемым расходом воздуха (фиг.5). При этом в конструкции воздухоочистителя возможно использование нескольких корпусов. The panel design of the blade swirls and receiving pipes, their fastening on flat opposite parallel surfaces of the housing allows the design of air purifiers with a different number of panels, that is, to expand the range of use of the air purifier in accordance with the required air flow (Fig. 5). In this case, the design of the air cleaner may use several buildings.

Claims

An air cleaner comprising a housing, separation openings, scapular flow swirls arranged on the air inlet side, receiving pipes for exhausting cleaned air mounted coaxially with the separation openings and forming an annular channel, characterized in that the housing is made with two flat opposite parallel surfaces, on which are installed on the air inlet side a swirl plate, into which the blade swirls are combined, and on the air outlet side - a separator panel, in which the receiving nozzles are combined, moreover, the blade swirls are extended outside the separation holes and are made in the form of a truncated cone with rigid blades, while the outer and inner surfaces of the blades are formed by the surfaces of two cones whose vertices coincide, the axes are at an angle to each other, and the input and the outlet edges of the blades are formed by the intersections of the surfaces of the cones.